Ligands neutralisants de chimiokines – neutraligand

1-Contexte scientifique et objectifs du projet : - Les chimiokines forment une famille structuralement homogène de 45 petites (8-10 kDa) protéines chimiotactiques qui contribuent à la physiologie normale du système immunitaire et orchestrent le recrutement et l'activation des leucocytes dans des situations d'inflammation et d'infection. - Alors que nous cherchions à identifier de nouvelles molécules inhibant la liaison de la chimiokine CXCL12 à son récepteur CXCR4, nous avons découvert une famille de molécules qui se lient à la chimiokine, et non pas à son récepteur, et inhibent toutes les réponses du récepteur CXCR4 à CXCL12. Une de ces molécules, que nous appelons neutraligand par analogie aux anticorps neutralisants, le composé LPS 10.C05 fait preuve d'activité biologique ex vivo, en inhibant le chimiotactisme de lymphocytes humains, et in vivo en réduisant l'inflammation dans un modèle murin d'asthme allergique. - La recherche que nous proposons implique des chimistes, des biochimistes, des biophysiciens, un cristallographe et des pharmacologues moléculaires, cellulaires et de l'animal entier pour approfondir la compréhension du mode d'action de neutraligands et exploiter leur utilisation pour le déchiffrement de voies de signalisation physiologiques et physiopathologiques impliquant les chimiokines, ainsi que pour l'identification initiale de candidats médicaments. - - 2-Description du projet, méthodologie : - Le projet débute par la production de chimiokine CXCL12 recombinante pour résoudre sa structure cristallographique lorsqu'elle est complexée au neutraligand LPS 10.C05. Cette opération est destinée à déterminer le mécanisme d'action de LPS 10.C05 qui peut agir de plusieurs manières, soit en interferant avec le processus de dimérisation de CXCL12, soit en interférant de manière stérique avec la liaison de CXCL12 à CXCR4, soit en modifiant, de manière allostérique, la structure de la chimiokine. Nous préparerons aussi les chimiokines RANTES (CCL5), MIP-1± (CCL3), MIP-1ß (CCL4), IP10 (CXCL10) et TARC (CCL17) recombinants afin d'évaluer la sélectivité d'action de LPS 10.C05, et de cribler sur ces chimiokines des collections de molecules pour identifier de nouveaux neutraligands. Chaque fois que cela sera possible, nous résoudrons la structure des complexes chimiokine-neutraligand. - Parallèlement, nous exploiterons nos capacités de modélisation moléculaire, de conception rationnelle de molécules et de synthèse organique pour préparer des analogues de LPS 10.C05 (validation des modèles), proposer des neutraligands reposant sur des nouveaux chemotypes et optimiser les propriétés physicochimiques des composés pour une utilisation optimale in vivo. - Enfin, nous utiliserons des approches de biophysique et de pharmacologie moléculaire pour mesurer les forces des interactions neutraligand-chimiokine et leurs conséquences en termes de réponses cellulaires (production d'AMPc, calcium etc...) et de pharmacologie de l'animal entier pour déterminer l'efficacité des neutraligands dans les modèles animaux d'asthme et d'arthrite dont nous disposons. - - 3-Résultats attendus : - Par ce travail, nous espérons i) comprendre le mécanisme d'action des neutraligands afin de mieux apprécier les possibilités d'extension du concept à d'autres cytokines, ii) effectuer une première démarche de généralisation en identifiant des neutraligands d'autres chimiokines structuralement proches de CXCL12, iii) disposer de nouveaux outils pour effectuer des études de pharmacologie chez l'animal entier et iv) démontrer que les neutraligands peuvent représenter des candidats médicaments dans des modèles animaux de pathologies humaines. - ...